Что такое превентивное обслуживание. Проект «Прогрессивное техническое обслуживание – APM (Advanced Preventive Maintenance)», внедренный на фабрике ОАО «Филип Моррис Кубань

1.1. Система технического обслуживания и ремонтов оборудования предприятия

Под системой ТОиР подразумевается совокупность взаимосвязанных средств, документации и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, входящих в эту систему .

В качестве целей системы ТОиР определены следующие :

• поддержание оборудования в работоспособном состоянии в течение всего срока эксплуатации;
• обеспечение надёжной работы оборудования;
• обеспечение производительности и качества выпускаемой продукции;
• выполнение требований по охране труда и защите окружающей природной среды.

Организация системы ТОиР предприятия осуществляется на основе принятия (явным образом или в соответствии со сложившейся практикой) решений по следующим фундаментальным вопросам ():

• выбор стратегии ТОиР оборудования;
• определение способа организации ремонтного обслуживания производства;
• разработка критериев оценки эффективности ремонтного обслуживания производства.

Рисунок 1.1 – Фундаментальные вопросы при организации системы ТОиР

1.2. Стратегии технического обслуживания и ремонтов оборудования

Под стратегией ТОиР подразумевается обобщающая модель действий, необходимых для достижения поставленных целей путём координации и распределения соответствующих ресурсов предприятия . По существу, стратегия ТОиР есть набор правил для принятия решений, которыми ремонтная служба (РС) предприятия руководствуется в своей деятельности по обеспечению работоспособности оборудования.

Краткая характеристика основных стратегий ТОиР приведена в .

Таблица 1.1 – Краткая характеристика основных стратегий ТОиР

Под реактивными подразумеваются стратегии ТОиР, необходимость ремонтных воздействий в которых обуславливается наступлением некоторого критического в рамках этой стратегии события (отказа, достижения предельных величин регламентируемых параметров). Превентивные стратегии ТОиР направлены на предупреждение возникновения критического события и характеризуются возможностью осуществления предварительного планирования и подготовки ТОиР (заказ ремонтных бригад, материально-технического обеспечения) в противоположность реактивным стратегиям, когда необходимость проведения ТОиР, а, соответственно, и обеспечение их подготовки, до наступления критического события непредсказуемы.

Исторически первой (как наименее требовательная к уровню организации и культуры труда) сложилась стратегия эксплуатации до отказа , которая подразумевает осуществление операций по ТОиР оборудования по достижению критического состояния, которое, как правило, характеризуется невозможностью выполнения заданных функций, то есть утратой работоспособности. К основным достоинствам данной стратегии ТОиР следует отнести наибольшую длительность межремонтного периода, соответствующую сроку службы оборудования, и минимальные затраты на содержание ремонтной службы, доминирующей функцией которой в этом случае становится восстановление работоспособности оборудования после выхода его из строя. С другой стороны, отсутствие возможности планирования ресурсов (финансовых, временных, рабочей силы и прочих), необходимых для выполнения ТОиР, приводит к значительному увеличению продолжительности последних и к повышенным издержкам на ликвидацию аварий, в том числе к потерям производства. Создание складских запасов товарно-материальных ценностей, как правило, не является удовлетворительным решением, поскольку влечёт за собой снижение ликвидности предприятия. Объём таких запасов в ряде случаев (особенно в отраслях, где используется уникальное единичное оборудование) превышает экономически обоснованные пределы. Несмотря на указанные недостатки, в случае недорого резервируемого, а также типового оборудования, отказ которого не оказывает критического влияния на технологический процесс, не представляет опасность для окружающей среды, здоровья и жизни человека , данная стратегия успешно применяется и поныне.

В первой половине ХХ века с ростом серийности производства и повышением производительности промышленных предприятий потери в результате отказов оборудования приобрели критическое значение. На смену стратегии эксплуатации до отказа пришла стратегия ППР или ремонтов по регламенту , подразумевающая превентивные ТОиР на основании статистических сведений о сроке службы оборудования. Снижение количества аварийных отказов относится к основным достоинствам данной стратегии, хотя вероятность их возникновения не исключается полностью, а фиксируется в задаваемых пределах. Стратегия ППР обеспечивает наилучшие условия для планирования ресурсов, “однако основной недостаток ППР перевешивает все его достоинства, он заключается в проведении ремонтов фактически исправного оборудования, а также принудительной замене деталей независимо от их остаточного ресурса (в сложном оборудовании разница ресурсов отдельных деталей может достигать 500%). Все это приводит к неоправданному росту эксплуатационных затрат. В недостатки ППР также нужно отнести снижение остаточного ресурса оборудования и увеличение вероятности отказа при вводе в работу после ремонта” . Данная стратегия обеспечила наилучшую интеграцию в рамках плановой экономики и позволила устранить ряд недостатков исторически сложившейся ранее стратегии эксплуатации до отказа. Более полное использование ресурса оборудования достигалось за счёт снижения вероятности повреждения деталей с потенциально большим ресурсом , что могло иметь место при выходе из строя элементов, определявших срок службы оборудования в целом при эксплуатации до отказа. В настоящее время стратегия ППР продолжает использоваться на многих предприятиях, в первую очередь, для ответственного оборудования и оборудования, выход которого из строя может представлять опасность для окружающей среды, здоровья и жизни человека. В остальных случаях стратегия ППР применяется зачастую только декларативно, что обусловлено возросшими требованиями к эффективности системы ТОиР предприятия в условиях рыночной экономики.

На границе 70-80-ых годов ХХ века в ремонтном обслуживании производства нашла применение мобильная и переносная виброизмерительная аппаратура, позволяющая осуществлять вибромониторинг оборудования на основе частотного анализа. В то же время происходило ускоренное развитие теории надёжности и исследований в области эксплуатационных свойств оборудования. Всё это предопределило возникновение новой научно-прикладной области знаний – технической диагностики , достижения которой были использованы как основание для реализации стратегии ТОиР по ТС . В первую очередь, стратегия ТОиР по ТС направлена на устранение недостатков истрически предшествовавшей ей стратегии ППР, а именно на снижение количества необоснованных ремонтных воздействий с целью максимального использования ресурса оборудования . При применении данной стратегии за счёт мониторинга ТС вероятность аварийных отказов оборудования сводится к возможному минимуму. Девиз данной стратегии звучит так: “Оборудование должно быть остановлено на ремонт за мгновение до предполагаемого выхода из строя” . Уменьшение затрат на ТОиР оборудования, минимизация количества неплановых отказов, снижение числа плановых простоев, обусловленных монтажно-сборочными операциями, – неоспоримые преимущества, которые сопровождают внедрение стратегии ТОиР по ТС. Стратегия ТОиР по ТС выдвинула новые требования к уровню культуры труда. В рамках ремонтных служб и контролирующих органов выделяются подразделения технической диагностики, увеличивается значение личного профессионализма, квалификации и опыта рабочих, руководителей и специалистов. С другой стороны, поскольку регламентация ТОиР обуславливается стохастическим фактором – фактическим ТС оборудования – снижается эффективность долгосрочного планирования ресурсов (ориентировочный срок предупреждения отказов, а значит и планирования проведения ТОиР в случае использования средств технической диагностики преимущественно не превышает двух-трёх месяцев).

С целью обеспечения высоких показателей работоспособности оборудования промышленных предприятий в последнее время всё большую популярность приобретает проактивная стратегия ТОиР. Анализ, проведенный в работе , позволяет определить проактивную стратегию ТОиР как наиболее эффективную и целесообразную для внедрения в современных экономических условиях. Проактивная стратегия объединяет в себе достоинства превентивных ремонтных воздействий системы ППР и информационное обеспечение процесса принятия решений, характерное для ТОиР по ТС оборудования.

1.3. Проактивная стратегия технического обслуживания и ремонтов оборудования

Сущность проактивной стратегии ТОиР оборудования заключается в выполнении необходимых ремонтных воздействий, направленных на снижение скорости развития или устранение неисправностей, которые выявлены на основе сведений о фактическом ТС оборудования.

Теоретические основы проактивной стратегии ТОиР оборудования постулируют, что изначально все виды неисправностей присутствуют в зачаточном или явном виде во всех пускаемых в эксплуатацию машинах. Различные факторы, сопровождающие эксплуатацию (проектные и непроектные нагрузки, воздействие факторов окружающей среды и близлежащего оборудования, условия эксплуатации, проведения ТОиР и прочие), в той или иной мере приводят к развитию различных видов неисправностей. Определяющее воздействие совокупности факторов вызывает ускоренное развитие одной или нескольких неисправностей, которые становятся детерминирующими по отношению к работоспособности машины. Выбирая ремонтные воздействия таким образом, чтобы уменьшить влияние определяющих факторов, можно снизить скорость развития неисправностей, поддерживая работоспособное состояние машины. Рациональный выбор и качественная реализация этих и только этих ремонтных воздействий является задачей РС.

Проактивная стратегия ТОиР () базируется на оценке ТС оборудования , которая может осуществляться следующими методами:

• мониторинг технологических параметров;
• визуальный осмотр;
• контроль температуры;
• акустическая и вибрационная диагностика;
• обследование с применением методов неразрушающего контроля (магнитного, электрического, вихретокового, радиоволнового, теплового, оптического, радиационного, ультразвукового, контроля проникающими веществами).

Рисунок 1.2 – Ремонтное обслуживание оборудования в рамках проактивной стратегии ТОиР

Основанием для принятия решения о необходимости выполнения ремонтного воздействия является ситуация, когда ТС одного элемента (детали, узла, механизма) оборудования приводит к ухудшению ТС смежных (пространственно и/или функционально) элементов.

Перечень возможных ремонтных воздействий :

• уход за оборудованием (уборка, очистка, противокоррозионная обработка);
• регулировка, настройка, наладка (центровка, балансировка);
• обеспечение соединений (восстановление целостности сварных швов, затяжка резьбовых соединений);
• смазывание поверхностей трения;
• замена быстроизнашивающихся деталей;
• восстановление или замена базовых деталей, в том числе корпусных.

Ремонтные воздействия осуществляются в рамках следующих групп мероприятий по ТОиР оборудования :

1. Профилактическое техническое обслуживание – комплекс мероприятий, проводимых периодически, которые направлены на предупреждение или снижение скорости развития дефектов путём обеспечения проектных условий взаимодействия узлов оборудования (очистка от технологических отходов, продуктов износа, коррозии, осадков, отложений и прочие; удаление пыли, грязи, масла, шлака, окалины, просыпи сырья, мусора и прочие; доливка, дозаправка рабочих жидкостей, досыпка, замена расходных материалов; замена или восстановление сменного оборудования и другие).
2. Корректирующее техническое обслуживание – комплекс мероприятий, проводимых по необходимости, которые направлены на предупреждение или снижение скорости развития дефектов путём обеспечения проектных условий взаимодействия узлов оборудования (регулировка и наладка оборудования, в том числе центровка, балансировка; восстановление соединений деталей, обеспечение целостности металлоконструкций и трубопроводов; восстановление покрытий, окраски и другие).
3. Прогностическое техническое обслуживание – комплекс мероприятий, направленных на установление фактического ТС оборудования с целью прогнозирования его изменения в процессе дальнейшей эксплуатации и выявления наиболее целесообразного момента применения и требуемых видов ремонтных воздействий (измерение технических и технологических параметров, отбор проб; контроль, испытание, проверка режимов работы оборудования; контроль ТС оборудования, в том числе методами технической диагностики; дефектоскопия методами неразрушающего контроля; технический осмотр оборудования, освидетельствование, обследование, ревизия и другие).
4. Текущий ремонт – комплекс мероприятий, направленных на обеспечение работоспособности оборудования путём замены или восстановления отдельных его узлов, не являющихся базовыми, кроме сменного оборудования.
5. Капитальный ремонт – комплекс мероприятий, направленных на обеспечение работоспособности оборудования путём замены или восстановления базовых его узлов и деталей.

Выбор проактивной стратегии ТОиР позволяет обеспечить :

• увеличение срока службы оборудования за счёт снижения скорости развития или устранения зарождающихся неисправностей на начальной стадии их возникновения;
• исключение вторичных повреждений элементов оборудования, вызванных выходом из строя смежных (пространственно и/или функционально) элементов;
• обоснование и выполнение только необходимых ремонтных воздействий, что уменьшает затраты и нагрузку на РС, а также снижает вероятность возникновения отказов, вызванных ошибками монтажа и вмешательством в функционирование работоспособного оборудования;
• сокращение затрат на ремонтное обслуживание производства, обусловленное изменением структуры ТОиР в пользу увеличения количества недорогостоящих профилактических воздействий вместо затратных ремонтных операций (замена, восстановление);
• рациональный выбор времени, видов и объёмов ТОиР вследствие ранних сроков предупреждения возникновения неисправностей при использовании методов и средств технической диагностики и неразрушающего контроля;
• снижение вероятности аварийных отказов, обусловленных неудовлетворительным ТС оборудования;
• повышение коэффициента готовности оборудования, что обеспечивает возможность увеличения объёмов производства и снижения себестоимости продукции;
• формирование доверия к производителю со стороны потребителя за счёт своевременного выполнения договорных обязательств и улучшения качества продукции как комплексный результат повышения культуры труда.

1.4. Способы организации ремонтного обслуживания производства

Способ организации ремонтного обслуживания производства обусловливает структуру РС предприятия, что оказывает непосредственное влияние на эффективность системы ТОиР в целом.

Классические способы организации РС характеризуются диапазоном форм от децентрализованной к централизованной, которые отличаются степенью концентрации управления силами и средствами в рамках единой специализированной структуры на предприятии ().

Рисунок 1.3 – Классические способы организации ремонтного обслуживания производства

Способ организации ремонтного обслуживания, характеризующийся распределением сил и средств РС между производственными подразделениями предприятия, называется децентрализованным .

Централизованная организация РС подразумевает наличие специализированной структуры в составе предприятия, на которую возложен весь объём функций по ТОиР оборудования производственных и вспомогательных подразделений, а также несущей всю полноту ответственности за обеспечение работоспособности оборудования.

Способ построения РС на основе широкого диапазона промежуточных форм, отличающихся различной степенью централизации, называется смешанным .

Наиболее распространёнными на отечественных предприятиях являются смешанные формы организации РС, в то время как зарубежная практика свидетельствует о высокой эффективности централизованных форм ТОиР оборудования , в том числе построения системы ТОиР на основе альтернативных способов организации РС.

Альтернативные способы организации ремонтного обслуживания производства () подразумевают привлечение внешних ресурсов (сил и средств) для обеспечения и выполнения ТОиР оборудования предприятия. В зависимости от степени использования ресурсов внешних предприятий и передачи им соответствующей ответственности за обеспечение работоспособности оборудования различают подрядный и сервисный способы выполнения работ по ТОиР.

Рисунок 1.4 – Альтернативные способы организации ремонтного обслуживания производства

Для обеспечения требуемого уровня результативности системы ТОиР оборудования распространено совместное использование классических и альтернативных способов организации ремонтного обслуживания производства на предприятии.

1.5. Критерии оценки эффективности ремонтного обслуживания производства

Оценка эффективности ремонтного обслуживания производства выполняется на основании критериев, принятых на предприятии. Действенная система критериев позволяет осуществлять анализ не только фактической результативности имеющейся системы ТОиР, но и оперативно выявлять её недостатки, определять пути дальнейшего совершенствования и развития.

Различают технические и экономические подходы к оценке эффективности РС предприятия. Технические подходы отличаются преимущественной направленностью на оценку критериев, характеризующих работоспособность оборудования, возможность его использования для реализации заданного технологического процесса. Экономические подходы позволяют выполнять оценку результативности РС путём сопоставления затрат на ТОиР и потерь производства, обусловленных ТС оборудования.

В настоящее время вопрос обобщённой технико-экономической оценки эффективности ремонтного обслуживания производства, которая бы позволяла выполнять комплексный анализ результативности системы ТОиР оборудования, следует отнести к разряду проработанных недостаточно, что оставляет предприятиям простор для выработки собственных подходов к его решению. Указанное, например, предпринято в работах [ , ].

Необходимо отдельно обратить внимание на распространённую ошибку. Для оценки эффективности системы ТОиР недопустимо использование критериев, характеризующих деятельность, осуществляемую РС (объёмы выполняемых работ: в количественных, временных, натуральных, стоимостных и прочих подобных показателях). Интенсивность выполнения ремонтных работ зачастую не свидетельствует о достижении основной цели ремонтного обслуживания производства – обеспечения работоспособности оборудования. Оценка эффективности системы должна выполняться на основании внешних, а не внутренних показателей её работы.

Только действенная методика оценки эффективности ремонтного обслуживания производства позволяет качественно выполнить анализ системы ТОиР, результативности деятельности РС, обеспечить информационное сопровождение процесса принятия решений.

1.6. Аварийность

Аварии промышленного оборудования приводят к прерыванию технологического процесса, что сопровождается неминуемыми материальными потерями, а также может являться причиной техногенных катастроф и гибели людей. Обеспечение работоспособности оборудования с переходом от устранения следствий аварий к предупреждению их причин является основной задачей РС предприятия.

Для оценки аварийности оборудования могут быть выбраны эксплуатационные (суммарное время простоев) или экономические (потери производства, стоимость ликвидации аварий) показатели. При этом в общем случае для предприятия целесообразно оценивать не абсолютные величины, а скорее динамику изменения выбранных параметров во времени.

С другой стороны интерес может представлять сравнительный анализ взвешенных показателей аварийности (предположим, суммы потерь производства и стоимости ликвидации аварий за некоторый референтный период, отнесённой к сумме затрат на ТОиР оборудования) предприятий отрасли для выявления наиболее эффективных форм организации и методов совершенствования РС.

Оценка показателей аварийности может быть успешно использована как индикатор эффективности мероприятий по реформированию РС, для оценки внедряемых технических и организационных решений. На основе сравнения экономических потерь от аварий и средств, выделяемых на финансирование РС, могут быть установлены их оптимальные объёмы. То же справедливо и для оценки численности ремонтного персонала.

Положения и системы, определяющие порядок расследования аварий на промышленных предприятиях, как правило, разрабатываются на основании «Порядка расследования и учёта несчастных случаев, профзаболеваний и аварий на производстве», утверждённого постановлением Кабинета министров Украины №1112 от 25.08.2004г. Однако часто нерешённой остаётся главная задача. Речь идёт о полноценном и эффективном использовании полученной в ходе расследования информации, причём не столько для устранения, сколько для предотвращения последующих аварий на том же или однотипном оборудовании.

Расследование аварии подразумевает поэтапное решение следующей последовательности задач:

1. Сбор фактической информации о происшествии и оперативных действиях персонала, визуальный осмотр места и объекта аварии.
2. Изучение технологических и технических характеристик объекта аварии.
3. Анализ истории объекта (аналогичных аварий, проведенных работ по техническому обслуживанию и ремонтам).
4. Формирование рабочей гипотезы , проведение дополнительных исследований по необходимости (если дополнительные исследования опровергают гипотезу, выдвигается новая, достоверность которой подвергается проверке).
5. Определение причин аварии, сопутствовавших ей технических факторов, виновных (развитие подтверждённой рабочей гипотезы).
6. Разработка противоаварийных мероприятий .
7. Мониторинг выполнения противоаварийных мероприятий .

Полученная информация может быть использована при решении ряда технических и технологических вопросов, вопросов материального снабжения, управления персоналом, развития РС.

Целесообразным видится выполнение таких видов анализа:

• причинно-факторный , который заключается в выявлении характерных проблем предприятия (например, недостаточная квалификация эксплуатационного персонала, отсутствие стабильного и своевременного материально-технического обеспечения, несоответствие объёмов и периодичности ремонтов оборудования интенсивности его эксплуатации и прочие);
• пространственный , целью которого является определение “уязвимых мест” как отдельных машин, так и агрегатов, комплекса оборудования предприятия в целом;
• временной , который направлен на выявление сезонных закономерностей, цикличности аварийных ситуаций, тенденций и прогнозов их возникновения.

Результаты проведенного анализа являются основанием для разработки мероприятий, направленных не только и не столько на борьбу со следствиями аварий, но в большей степени на устранение их причин и предотвращение возможности повторения в дальнейшем. [

PdM (predictive maintenance, предиктивное обслуживание) — вид обслуживания оборудования, основанный на диагностике и контроле его состояния.

Современный подход к обслуживанию оборудования основан на методологии , в соответствии с которой целью обслуживания является не поддержание каждой единицы оборудования в безупречном состоянии (что требует неоправданно высоких затрат), а обеспечение надежности критичных для деятельности предприятия производственных и технологических процессов. При этом для некритичного оборудования могут применяться традиционные виды обслуживания:

• Реактивный — наработка на отказ без технического обслуживания; используется, когда оборудование легко заменяется или ремонтируется без ущерба для деятельности предприятия
• Превентивный — аналогичен системе планово-предупредительных ремонтов (ППР); используется для оборудования, стоимость простоя которого невысока, а ремонт не занимает много времени

Предиктивное (прогнозное) обслуживание применяется в случаях, когда степень использования оборудования в производственной цепочке оценивается как высокая, а его отказ или длительный простой приводит к существенным финансовым потерям.

Предиктивное обслуживание, в отличие от превентивного, позволяет производить ремонт не по заранее составленному плану, а когда в нем возникает необходимость. Благодаря этому можно, с одной стороны, не тратить средства и время на плановое обслуживание оборудования, которое и без ремонта способно нормально проработать еще несколько месяцев, с другой — снижается вероятность внепланового простоя, вызванного неожиданной поломкой.

Достигается это за счет:

• сбора данных о техническом состоянии оборудования и их предварительной обработки
• раннего обнаружения неисправностей
• прогнозирования времени наступления отказа
• планирования обслуживания
• оптимизации ресурсов, выделяемых на обслуживание оборудования

По мере развития средств (IIoT), в частности, благодаря оснащению оборудования различными датчиками, сбор данных о его техническом состоянии можно будет выполнять не периодически, а непрерывно, без приостановки эксплуатации оборудования. Своевременное обнаружение даже небольших отклонений рабочих параметров позволит оперативно принимать меры для обеспечения нормальной работы оборудования. Технологии (Большие данные) позволят прогнозировать время наступления отказа с высокой точностью.

Основные преимущества системы PdM:

• эффективность планирования обслуживания
• предотвращение непредвиденных сбоев

Располагая информацией о том, какое оборудование нуждается в техническом обслуживании, соответствующие работы можно запланировать на период, когда они будут наиболее рентабельны. Таким образом незапланированные длительные простои преобразуются в более короткие плановые и время доступности оборудования увеличивается.

Другие потенциальные преимущества PdM:

• увеличение срока службы оборудования
• повышение безопасности производства
• уменьшение количества аварий с негативным воздействием на окружающую среду
• формирование оптимального набора запасных частей и материалов

В системе IT-Enterprise предиктивное обслуживание обеспечивается продуктом " ". Он обеспечивает высокий уровень надежности каждой единицы оборудования.

Управляющий отдела производственного обучения и бережливого производства, ОАО «Филип Моррис Кубань»

Повысить эффективность использования оборудования, которое и без того работает почти безупречно, невероятно сложно. Как и в спорте, где десятые доли секунды отделяют чемпиона мира от просто мастера спорта, на производстве несколько процентов, приближающие эффективность к заветным 100%, достигаются за счет кропотливого труда. Что отличает безупречность от просто хорошего результата? Зачастую эту разницу определяют незаметные, но качественные улучшения.

На момент реализации проекта «Прогрессивное техническое обслуживание - APM (Advanced Preventive Maintenance)» в 2012 году на нашей фабрике уже более 10 лет существовала система технического обслуживания (ТО), основанная на принципах World Class Maintenance (далее WCM). В частности, были разработаны стратегии и планы технического обслуживания в зависимости от типа оборудования, созданы и регулярно пересматривались минимальные запасы необходимых запчастей, велось планирование и отслеживание выполнения регламентных работ по ТО, проводился RCFA (Root Cause Failure Analysis) крупных поломок, были согласованы и регулярно отслеживались основные показатели эффективности и стоимости ТО. Кроме того, на том этапе в нашей организации уже успешно применялись элементы концепции бережливого производства, например, 5S, A3, SMED и пр. Таким образом, на момент начала проекта была создана необходимая база и существовали все предпосылки для дальнейшего улучшения процессов работы оборудования.

Ни для кого не секрет, что превентивное обслуживание и выявление риска повреждений механических узлов промышленного оборудования позволяют гарантировать безопасность и надежность эксплуатации машин. Кроме того, такой подход помогает экономить временной ресурс фабрики и не допускать дорогостоящих простоев. В данной ситуации ремонт механических узлов оборудования становится крайней мерой. В свою очередь, инженеры, которые несут ответственность за безукоризненность функционирования машин, а также проведение технического обслуживания, всегда стремятся избежать простоев и предотвратить возможные неполадки.

В принципе, традиционные стратегии обслуживания оборудования похожи между собой. Придерживаться описываемой стратегии можно в случае ориентированного на повреждения (реактивного) подхода к обслуживанию, когда компоненты системы работают до полного износа и заменяются на новые при неполадке. Единственный способ обеспечить работоспособность машины при таком сценарии - иметь большой склад запчастей, высококвалифицированный персонал и возможность оперативной замены оборудования на новое. Самой популярной же стратегией ТО является проведение превентивного обслуживания через запланированные или фиксированные интервалы. Этот подход имеет определенное преимущество, а именно, позволяет сделать простои более предсказуемыми. Однако он может привести к существенным финансовым рискам.

Минимизация простоев, насколько это возможно, и составление стратегического плана обслуживаний, которых нельзя избежать, - вот цели каждого ответственного инженера, который смотрит не только на цену закупки, но и на общую стоимость затрат на протяжении жизненного цикла машины. Единственный способ значительно сократить затраты на владение - максимизировать время работы машины при одновременном сокращении затрат на ТО. Это, в свою очередь, требует переосмысления традиционных стратегий обслуживания.

Однако бытует мнение, что практика превентивного технического обслуживания в действительности может привести только к возникновению проблем с оборудованием, создавая условия для будущих поломок и простоев. Зная все это, наши инженеры создали свой подход к ТО.

Прежде всего, необходимо рассказать о причинах, которые навели наc на мысль о необходимости улучшения процесса обслуживания оборудования. Работы, выполняемые при планово-предупредительном ремонте (ППР) (рис. 1) разделяются на работы по заявкам, выполняемые в ППР (РМ2), и регулярные плановые работы, выполняемые в ППР (РМ3). Все это отчасти напоминает процесс сервисного обслуживания автомобиля. Поскольку работы по заявкам, выполняемые в ППР (РМ2), критичны для работоспособности оборудования, в ходе ППР большее внимание уделялось именно им. Регулярные плановые работы, выполняемые в ППР (РМ3), осуществлялись частично, неисправности вовремя не выявлялись, необходимые запасные части не заказывались и, как следствие, мы получали аварийные простои и необходимость дополнительных регулировок. В качестве решения проблемы было предложено разделить мероприятия по проведению ППР. Мы сознательно пошли на увеличение суммарного времени ППР, для того чтобы повысить эффективность использования оборудования за счет уменьшения аварийных простоев, сокращения остановок при проведении технических настроек и, как следствие, более стабильной работы машин.

Рисунок №1:

Концепция прогрессивного технического обслуживания нацелена на надежность и подразумевает внедрение или улучшение программы технического обслуживания путем использования системного, структурированного подхода, основанного на оценке последствий простоев оборудования, функциональных особенностях компонентов системы, а также истории их обслуживания. Конечно, от превентивного обслуживания можно отказаться, особенно когда кажется, что нет временного и материального ресурса. Однако практика показывает, что это не конструктивно. Именно превентивное обслуживание и раннее диагностирование позволяют оставаться в рамках бюджета и даже экономить финансовые ресурсы компании. Мониторинг расходов на превентивное обслуживание - это своего рода ценная информацию для принятия своевременных и верных о решений о замене оборудования, а также ведения статистического учета. Он также может послужить хорошим обоснованием расходов на модернизацию. Не секрет, что при проведении профилактического обслуживания определяется и необходимость капитального ремонта оборудования.

Прогрессивное техническое обслуживание состоит из двух стратегически важных направлений:

• увеличение производственных показателей эффективности;
• улучшение качественных характеристик продукта.

Первое направление состоит из нескольких ключевых этапов. Мы начали с того, что пересмотрели периодичность проведения ППР, осуществили подготовку чек листа (лист с перечнем проверяемых и контролируемых параметров на оборудовании) с перечнем контроля базовых параметров (регулировки, измерение люфтов, проверка цикловых диаграмм с помощью индикатора - контроль моментов цикла).

Далее мы проанализировали все работы, проводимые в рамках регулярных плановых проверок, выполняемых в ППР (РМ3), откорректировали и практически полностью изменили чек-листы. Следующий этап - изменение состава команды ППР. Изначально она включала оператора, техника-эксперта, трех механиков и специалиста по промышленной электронике. Теперь же состав участников был расширен. К команде присоединился еще один механик для выполнения неотложных работ, которые могут возникнуть в момент проведения осмотра по каждому типу оборудования (сигаретное и упаковочное).

Также мы внедрили практику использования сменных узлов для сокращения времени обслуживания или ремонта оборудования. Например, для обслуживания элеваторной ленты необходимо 15 часов, узловая замена - 5 часов. На данный момент на складе хранится более 130 сменных узлов, которые могут быть использованы в любой момент с минимальными временными затратами для устранения неполадок. Конечно же, мы обращаем внимание на то, какие именно сменные узлы должны храниться и в каком количестве. Мониторинг осуществляется на постоянной основе, таким образом обеспечивая эффективный подход к хранению в нужном количестве запасных частей без лишнего замораживания финансовых средств на складских запасах.

Рисунок №2:

Результат применения этой стратегии можно рассмотреть на графике (рис. №2). В качестве примера выбрано два периода - начало внедрения описанного подхода и текущий момент. График иллюстрирует заметное увеличение эффективности использования оборудования: с 79,06% до 82,88%. Такого результата удалось достичь за счет более стабильной работы машин, уменьшения регулировок и аварийных остановок.

Что же было сделано в направлении повышения качества выпускаемой продукции? Одним из параметров, характеризующих качество сигарет, является показатель стабильности (качества) вентиляции. Вентиляция сигарет - процентное соотношение воздуха, который поступает через фильтр, к воздуху, передаваемому через прожжённые отверстия в фильтре. Лазер осуществляет процесс прожига отверстий, служащих для обеспечения необходимой вентиляции сигарет (рис. №3).

Рисунок №3:

Попадая из резонатора в делитель, лазерный луч фокусируется и прожигает отверстия на прокручиваемой сигарете (для обеспечения равномерного распределения отверстий по окружности сигареты), расположенной на оси между двумя барабанами (рис. №4).

Рисунок №4:

Проанализировав результаты данного параметра качества, который был на пределе допустимой зоны, были выполнены следующие действия для стабилизации показателя качества вентиляции (рис. №5):

• изготовлен калибр;
• подготовлены пять сменных узлов, задействованных в прожиге отверстий;
• модернизировано два сменных узла;
• изменена процедура запуска оборудования после годовых ремонтов лазера.

Рисунок №5:

Применив на практике все выше перечисленное, мы добились улучшения показателя вентиляции, результат которого можно увидеть на диаграмме (рис. №6).

Рисунок №6:

Дальнейшие шаги развития APM направлены на применение подхода прогрессивного технического обслуживания на всем парке оборудования. Мы планируем спроецировать накопленный опыт на другие ключевые показатели эффективности, разработать методологию обучения всех групп технического персонала и стандартизировать подходы для дальнейшей передачи навыков следующим поколениям.

Попробуйте представить, что вы стоите в карьере. Он находится далеко от цивилизации. Его параметры - две мили в длину и одну милю в глубину. При этом повсюду на небольшом расстоянии друг от друга расположены 45 гигантских автономных карьерных самосвала, вывозящих железную руду.

Каждое колесо на этих машинах выше человеческого роста, а каждая пара шин стоит $100 тыс. Эти транспортные средства работают при экстремальных нагрузках и в экстремальных условиях. Крайне важно, чтобы они работали продуктивно каждый день.

Вам нужно предвидеть проблемы, чтобы предотвратить поломки. Rio Tinto - всемирная компания по добыче полезных ископаемых со штаб-квартирой в Лондоне и крупными разработками в Австралии и других странах, имеющая самый большой парк гигантских автономных самосвалов в мире. Ее сотрудники сталкиваются с этим сценарием каждый день.

Транспортные средства компании за время ее работы перевезли более 200 млн тонн материалов примерно на 3,9 млн километров. Это эквивалентно транспортировке примерно 5,5 тыс. мостов Харбор-Бридж (г. Сидней) или 540 зданий Эмпайр-стейт-билдинг на Луну и обратно пять раз.

Итак, что происходит, когда один из этих автомобилей ломается в середине карьера?

Согласно подсчетам, в день компания в среднем теряла $2 млн за каждый автомобиль, который простаивал. Зачастую в эту же сумму обходилось буксировка сломанного самосвала из карьера - использовать сопоставимый рабочий автомобиль. Таким образом, убытки Rio Tinto возрастали с $2 до $4 млн в день, не считая ремонта поврежденного оборудования.

Поддержание оборудования в рабочем состоянии и сокращение расходов на техническое обслуживание является постоянной проблемой для любой компании, занимающейся добычей ресурсов карьерным способом. Это же относится к любому другому промышленному объекту, который требует беспрерывной работы.

Ответ: превентивное обслуживание на базе IoT

Превентивное обслуживание, основанное на предсказательной аналитике, позволяет предприятиям оперативно фиксировать будущую поломку, остановив работу механизмов, обеспечивая безопасность. Это позволяет, взять управление на себя и вывести автомобиль из карьера за счет оставшейся мощности.

Результатом внедрения превентивного обслуживания для Rio Tinto стала огромная окупаемость. Так же, как и любая компания, чей бизнес и критически важные системы сталкиваются с экстремальными условиями, предприятия могут получить аналогичную выгоду. Цель Rio Tinto заключалась в повышении эффективности, максимизации безопасности, уменьшении штата сотрудников и оптимизации производства путем объединения в единую сеть процессов и оборудования.

Ключевая часть проекта состояла в автоматизации автопарка, состоящего из 900 гигантских самосвалов. Для этого потребовалось установить на каждую машину 92 сенсора на двигателях, трансмиссиях и колесах.

Сенсоры отслеживают состояние, скорость, местоположение и другие параметры. Это фактически позволяет самосвалам, которые передвигаются только по частной территории, работать без водителей и даже оптимизировать маршруты, чтобы свести к минимуму расход топлива.

В совокупности автопарк Rio Tinto генерирует около 4,9 терабайт данных в день. Эта информация используется не только для управления работой транспортного средства и повышения эффективности его использования.

Превентивное обслуживание помогает компании «выжимать максимум» из каждой единицы оборудования в пределах срока эксплуатации. Но и эта небольшая прибыль добавляется к другим большим преимуществам. Большая часть технологий, необходимых для достижения чего-то подобного, уже существует в виде умных сенсоров, умных компонентов, протоколов подключения и экспертизы программного обеспечения.

Превентивное обслуживание с поддержкой IoT для сбора и передачи информации об оборудовании зависит от этих ресурсов. Возможно, сенсор температуры обнаружит небольшой перегрев двигателя. Датчик вибрации может зафиксировать колебания сверх допустимых норм, указав на потенциальный выход колеса из строя.

Затем система анализирует эту информацию в режиме, приближенному к реальному времени (NRT). Для анализа используются алгоритмы и возможности глубинного обучения, которые позволяют определить, что конкретная часть механизма изношена и, например, имеет вероятность поломки в 60% в течение следующих трех недель.

Ответственный сотрудник получает оповещение, чтобы оперативно заказать детали и запланировать обслуживание автомобиля. При превентивном обслуживании вы устраняете проблему до того, как она произойдет, а не после того, как она создаст хаос в графике вашего производства.

Каким может быть ваш быстрый путь к ценности IoT?

Подключенные и дистанционные операции, интеллектуальная аналитика и профилактическое обслуживание: это четыре проверенных пути к окупаемости IoT. Ваши конкуренты и партнеры внедряют решения IoT во многих отраслях - от сельского хозяйства до здравоохранения, спорта и развлечений.

Мачек Кранц (Maciej Kranz), вице-президент группы стратегических инноваций компании Cisco, осуществляет работу со стартапами и клиентами.

Оригинал статьи: iot-for-all.com

Каждая из следующих пять стратегий обслуживания оборудования имеет свои отличительные особенности и оптимальные сферы применения.

1. Превентивное (плановое) обслуживание (PM — preventive maintenance) . При использовании этой стратегии деятельность по обслуживанию оборудования осуществляется еще до того, как произойдет поломка, поэтому не возникает простой оборудования и количество произведенных изделий не падает. Практически всегда дешевле выполнять плановое обслуживание, чем ждать поломки.
2. Аварийное обслуживание (RM — reactive maintenance) . В этом случае обслуживание оборудование является реакцией на его выход из строя. Как ни странно, иногда эта стратегия может оказаться лучшей, о чем будет сказано далее.
3. Прогностическое обслуживание (PdM — predictive maintenance) . Обслуживание осуществляется на основе специфической информации об оборудовании, которая является надежным предшественником неизбежного отказа. В качестве примеров можно привести вибрационный или термоанализ.
4. Обслуживание по состоянию оборудования (CBM — condiction based manitenance) . Иногда этот термин используют как синоним планового обслуживания. В чем различие? При плановом обслуживании периодичность процедур обслуживания задается заранее, в плановом режиме. В случае обслуживания по состоянию работы выполняются в зависимости от того, какую информацию об оборудовании дают системы сбора данных в режиме реального времени — от сенсоров и других датчиков, которые измеряют определенные параметры. Система сбора данных сопоставляет их с данными, характерными для аварийного состояния, так чтобы можно было выполнить обслуживание до выхода оборудования из строя.
5. Обслуживание по надежности (RCM — reliability centered maintenance) . Охватывает широкую сферу деятельности и часто включает в себя другие стратегии. Обслуживанием по надежности называют процесс определения минимального безопасного уровня обслуживания. RCM начинается с того, что вам нужно ответить на семь вопросов об оборудовании:
   1. Какие функции и связанные с ними стандарты производительности существуют в существующем производстве?
   2. Каким образом возникает ситуация, когда оборудование перестает выполнять свои функции?
   3. Каковы причины каждого вида функционального выхода из строя?
   4. Что происходит, когда происходит каждый вид выхода из строя?
   5. Какое значение имеет каждый вид выхода из строя?
   6. Что можно предпринять, чтобы предотвратить каждый вид выхода из строя?
   7. Что нужно делать, если не удалось подобрать подходящую процедуру превентивного обслуживания?

RCM — комплексный инженерный подход, целью которого является выполнение всех работ, необходимых для обеспечения высочайшего уровня надежности оборудования, при минимальных затратах на обслуживание.

Как выбрать подходящую стратегию

Превентивное (плановое) обслуживание

Для того, чтобы поддерживать работоспособность оборудования, вам нужно разработать детальные планы работ, которые будут оговаривать все действия по обслуживанию оборудования и временные интервалы для каждого такого действия. Так же вам понадобится система сбора информации о состоянии оборудования, которая будет накапливаться в ходе проверок. Обычно это делают путем оформления заданий на плановое обслуживание, а данные для дальнейшего анализа собираются компьютеризованной системой управления обслуживанием (MMS — maintenance management system).

Аварийное обслуживание

Является правильной стратегией только в том случае, если нет простого и недорогого способа выполнения ремонта оборудования. Если дешевле заменить деталь, чем ремонтировать ее, то вам нужно использовать стратегию аварийного обслуживания и поддерживать постоянный запас сменных деталей. Примером такой детали может служить электрический двигатель мощностью менее 5 л.с.

Прогностическое обслуживание

Для осуществления такого обслуживания необходимо потратиться либо на приобретение аналитического оборудования и обучение пользователей, либо на привлечение подрядчиков для выполнения анализа. Правильный выбор будет зависеть от конкретной ситуации.

Обслуживание по состоянию оборудования

В целом это хорошая стратегия (конечно, в зависимости от вашего оборудования), кроме того, это еще и хороший способ сэкономить на вкладываемых усилиях. CBM обычно требует инвестиций в систему удаленного сбора данных и обучение пользователей.

Обслуживание по надежности

В целом отличная стратегия обслуживания и рассматривается многими экспертами как наиболее эффективная с точки зрения затрат. Как говорилось выше, RCM может охватывать все остальные стратегии в зависимости от компонентов оборудования и доступных ресурсов.

Фотография взята здесь: http://xcompstore.pl/uslugi/.

Кому это может быть интересно